Tesis sobre el tema "Bande photonique"
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Mafouana, Rodrigue Roland. "Elaboration des matériaux à bande interdite photonique". Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/MAFOUANA_Rodrigue_Roland_2006.pdf.
Resumen
Ce travail porte sur la réalisation de matériaux à bandes interdites photoniques (BIP) dans le domaine du visible à base d’opales artificielles. La première phase que nous abordé a été l’élaboration des opales et plus particulièrement la préparation de suspensions colloïdales par la méthode de Stöber. Pour obtenir une auto-organisation des particules de silice de bonne qualité nous avons travaillé à l’affinement de la distribution en taille des particules de silice. Nous avons montré que pour notre dispositif opératoire il est nécessaire que les réactifs soient purifiés et thermostatés à 40°C puis que la réaction soit menée sous agitation moyenne (500 tr. Min-1). Les suspensions colloïdales sont stabilisées par extraction des particules et remises en suspension dans l’eau puis par chauffage à 120°C/30min. La structure interne des particules de silice montre une nanoporosité. Les opales ont été élaborées par électrosédimentation et consolidées à 950°C. Les propriétés optiques optimales, réflectivité maximale, ont été obtenues pour un recuit de 4 heures. La deuxième partie de ce travail a porté sur l’utilisation d’opales de silice comme préforme pour infiltrer le réseau poreux et construire des opales inverses plus prometteuses en terme de matériau photonique. Nous avons infiltré les opales précédentes par des matériaux à fort indice (TiO2, ZrO2, Métaux magnétiques, Or) soit par imprégnations successives soit par électro-cristallisation. C’est la deuxième méthode qui a donné des résultats les plus satisfaisants. La troisième partie de ce travail concerne la mise au point d’une méthode l’élaboration de cristaux photoniques par dépôt de nappes successives de particules. Des monocouches de bonnes qualités ont été obtenues avec des suspensions colloïdales contenant entre 5,5 et 9 mol. L-1 de silice sous la forme de particules d’environ 300nm et une vitesse d’extraction de 11,5 mm. Min-1. Ces méta-cristaux bidimensionnels de symétrie hexagonale montrent une bonne efficacité de diffraction. Par contre la qualité des couches suivantes se dégrade rapidement. La stabilité mécanique et la grande qualité de la structuration des monocouches de billes de silice sur ces substrats a rendu possible leur utilisation pour la nanostructuration 2D de plots métalliques et la réalisation d’un laser à réaction distribuéeThe first phase of the project was the development of the opals, particularly the preparation of colloid suspensions by the Stöber reaction. To achieve self-organization of the silica particles with a good quality, we worked on the refinement of the size distribution of the silica particles. We showed that, for our operational device, it is necessary for the reagents to be purified and moderated at 40°C then that the reaction is carried out under moderate agitation (500 tr. Min-1). The colloidal suspensions are stabilized by extraction of the particles and handing-over in suspension in water then by heating with 120°/30 min. The colloidal spheres internal structure shows nanoporosity. The opals were worked out by electrosedimentation and were consolidated at 950°C. The optimal optical properties, maximum reflectivity, were obtained for a 4 hours annealing. The second part of this work consisted in using the silica opal as preforms to infiltrate the porous network and to build inverse opals more promising in term of photonic crystals. We infiltrated the previous opals with materials having a strong index (TiO2, ZrO2, magnetics metals, Au) either by successive infiltrations cycles or by electrocrystallization. The second method gave the most satisfying results. The third part of this work is related to the development of a method to elaborate photonic crystal by depositing successive monolayers of silica particles. On a substrate good quality monolayers were obtained with colloidal suspensions containing between 5. 5 and 9 M of silica in the form of particles of approximately 300 nm and a speed of extraction of 11,5 mm. Min-1. These two-dimensional meta-crystals of hexagonal symmetry show a good of diffraction yield. On the other hand the quality of the following layers degrades quickly. The mechanical stability and great structure quality of the monolayer of silica balls on these substrates made possible their use for the 2D nanostructuration of metal studs and the realization of the DFB laser
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Mafouana, Rodrigue Roland Estournes Claude Rehspringer Jean-Luc. "Elaboration des matériaux à bande interdite photonique". Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2006. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/531/01/MAFOUANA2006.pdf.
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Poilasne, Gregory. "Antennes et materiaux a bande interdite photonique (b. I. P. )". Rennes 1, 1999. http://www.theses.fr/1999REN10070.
Resumen
Les materiaux a bande interdite photonique (bip) sont des arrangements periodiques composes de dielectrique ou de metal. Ils presentent la particularite d'interdire la propagation des ondes electromagnetiques pour certaines bandes de frequences. Les resultats presentes dans ce memoire concernent la recherche d'applications de ces structures liees aux antennes. Pour cela, une premiere etape a consiste a comprendre les interactions qui existent entre une antenne et un bip metallique (bipm), particulierement interessant aux frequences micro ondes, non sans avoir etudie l'influence des differents parametres physiques sur les bandes interdites. Une etude experimentale de differentes structures a permis de valider les resultats theoriques et de mettre en place des techniques de caracterisation en onde plane et avec le champ proche d'un dipole. Des structures plus complexes ont alors pu etre concues et differentes applications ont ete experimentees, utilisant a la fois les caracteristiques en reflexion et en propagation des bip : - la reduction des lobes de reseau - la conformation de faisceau pour ces differentes applications, le resultat vise s'accompagne souvent d'une augmentation du gain, l'energie etant guidee dans les seules directions ou elle peut se propager. Aux frequences micro ondes, des structures actives ont aussi ete etudiees. Il s'agit de bipm pour lesquels des transistors ont ete ajoutes sur les fils, permettant de passer de fils continus a des fils discontinus. Ces structures offrent la possibilite de changer dynamiquement l'allure du faisceau emis. Aux frequences millimetriques, d'une part, une technologie de realisation faible cout a ete mise en place. Les differents parametres intervenant dans la realisation ont ete integres dans une methode de dimensionnement des structures. D'autre part, plusieurs bip 2d ont ete realises pour fonctionner en bandes ka et v. Ils ont ete caracterises en onde plane puis ont ete utilises avec une antenne patch, montrant ainsi les differentes possibilites offertes par l'utilisation des bip a ces frequences : conformation de faisceau, augmentation du gain, fonctionnement mono ou bi-faisceau, mise en boitier, integration. Des simulations realisees grace a la methode fdtd ont aussi montre que l'utilisation de structures 3d permet d'ameliorer encore les performances des antennes. Dans ce travail, les bip sont consideres comme des filtres frequentiels, angulaire et de polarisation.
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Ferrand, Patrick. "Structures guidantes à bande interdite photonique à base de silicium nanoporeux". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003341.
Resumen
Ce travail est consacré à la réalisation et à l'étude de microstructures à bande interdite photonique à base de silicium nanoporeux. Nous commençons notre étude par des structures planaires de type microcavité, dont nous caractérisons l'influence sur la photoluminescence du matériau, en termes de redistribution spectrale et angulaire. Il apparaît très vite la nécessité de contrôler la propagation de la lumière dans le plan de la structure. Aussi, nous cherchons d'abord à favoriser la propagation latérale au moyen d'une structuration verticale de l'indice, et nous étudions le guidage au moyen de deux types de structures, exploitant soit à un guidage conventionnel par réflexion totale interne, soit à un guidage par réflexion de Bragg. À cette occasion, nous proposons une méthode numérique basée sur le formalisme des matrices de transfert, permettant de calculer l'atténuation de la puissance transportée dans le plan. Par la suite, nous mettons à profit le procédé holographique de structuration d'indice démontré par des travaux antérieurs et étudions son influence sur la lumière guidée. La transmission, mesurée en lumière blanche sur un guide multimode révèle de multiples bandes interdites que nous interprétons en termes de couplages diagonaux et non diagonaux. La confrontation des mesures avec une modélisation par la méthode des modes couplés nous permet d'établir une carte d'indice de notre structure. Il apparaît une biréfringence marquée dans les régions insolées par le procédé holographique, caractérisées par une diminution deux fois plus importante de l'indice extraordinaire (delta n = -0,4) que de l'indice ordinaire (delta n = -0,22). Avec une période de 450 nm, ces valeurs de contraste sont encourageantes, mais le bilan est plus mitigé concernant la profondeur effective sur laquelle l'indice est modulé, de l'ordre de seulement 0,5 micromètres.
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Ferrand, Patrick. "Structures guidantes à bande interdite photonique à base de silicium nanoporeux". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 2001. http://www.theses.fr/2001GRE10104.
Resumen
Ce travail est consacre a la realisation et a l'etude de microstructures a bande interdite photonique a base de silicium nanoporeux. Nous commencons notre etude par des structures planaires de type microcavite, dont nous caracterisons l'influence sur la photoluminescence du materiau, en termes de redistribution spectrale et angulaire. Il apparait tres vite la necessite de controler la propagation de la lumiere dans le plan de la structure. Aussi, nous cherchons d'abord a favoriser la propagation laterale au moyen d'une structuration verticale de l'indice, et nous etudions le guidage au moyen de deux types de structures, exploitant soit a un guidage conventionnel par reflexion totale interne, soit a un guidage par reflexion de bragg. A cette occasion, nous proposons une methode numerique basee sur le formalisme des matrices de transfert, permettant de calculer l'attenuation de la puissance transportee dans le plan. Par la suite, nous mettons a profit le procede holographique de structuration d'indice demontre par des travaux anterieurs et etudions son influence sur la lumiere guidee. La transmission, mesuree en lumiere blanche sur un guide multimode revele de multiples bandes interdites que nous interpretons en termes de couplages diagonaux et non diagonaux. La confrontation des mesures avec une modelisation par la methode des modes couples nous permet d'etablir une carte d'indice de notre structure. Il apparait une birefringence marquee dans les regions insolees par le procede holographique, caracterisees par une diminution deux fois plus importante de l'indice extraordinaire (n = 0,4) que de l'indice ordinaire (n = 0,22). Avec une periode de 450 nm, ces valeurs de contraste sont encourageantes, mais le bilan est plus mitige concernant la profondeur effective sur laquelle l'indice est module, de l'ordre de seulement 0,5 m.
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Sérier, Cédric. "Conception, réalisation et caractérisation d'antenne à bande interdite photonique : application au fort gain". Limoges, 2002. http://www.theses.fr/2002LIMO0017.
Resumen
Les matériaux à Bande Interdite Photonique (B. I. P. ) présentent des propriétés de réflexion et de filtrage fréquentiel très intéressantes. C'est ce qui explique l'engouement de la part de la communauté scientifique pour ces structures. Ces dernière années, de nombreuses applications ont été développées que ce soit en optique, micro-onde ou électromagnétique. Ce mémoire se consacre plus précisément à l'étude de cristaux photonique dans le but de réaliser des antennes à résonateur B. I. P. Tirant au mieux parti de leurs propriétés : Antenne à résonateur B. I. P. 1D 'large bande' : Antenne à résonateur B. I. P. 1D fort gain : Antenne à résonateur B. I. P. 3D. Dans cette optique, les différentes étapes de conception de ces antennes sont présentées ainsi qu'une étude plus particulière d'une alimentation par fente pouvant remplacer l'excitation par antenne plaquéeThis report is a study on photonic crystals, in order to use their properties to ceate P. B. G. Resonator antennas : Wideband 1D P. B. G. Resonator antenna : High gain 1D P. B. G. Resonator antenna : 3D P. B. G. Resonator antenna. More precisely, the different steps to design such antennas are presented as well as a study on the excitation of the structure by slot, which can replace patch antenna excitation
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Pialat, Elodie. "Le Micro-usinage de dispositifs polymères à bande interdite photonique par faisceau d'ions". Limoges, 2004. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/221048f5-8cc4-493d-9156-e51b053adce6/blobholder:0/2004LIMO0010.pdf.
Resumen
L'augmentation du trafic de transmission de données impose des innovations. Une solution envisagée est le multiplexage en longueur d'onde (WDM). Les dispositifs à bande interdite photonique (BIP) se prêtent avantageusement à la mise en œuvre de cette technique, puisqu'ils ne nécessitent aucune consommation d'énergie. Leur fabrication en technologie polymère fait l'objet de cette étude. La première partie de ce travail fait le point sur les structures de bandes et les densités d'états électroniques dans la bande de valence des milieux organiques, dont il est fait usage pour les applications. La partie suivante est consacrée à la compréhension des phénomènes physiques liés à la notion de cristal photonique, selon les modèles de : Yablonovitch et John. Ensuite est développée la théorie des ondes planes, utilisée dans la mise au point du programme permettant de réaliser des simulations des structures BIP. La 4ème partie traite du calcul et de la fabrication d'une machine à faisceau d'ions focalisé, au diamètre minimum de 10nm, utilisée pour graver les polymères. La dernière partie expose les conditions de gravures de réseaux diffractifs 2D dans du PMMA ou du CR39 aux dimensions précédemment calculées. The increase in the data transmission traffic imposes innovations. A solution considered is the Wavelenght Demultiplexing Method (WDM) Devices with photonic band gap lend themselves advantageously to the implementation of this technique, since they do not require any consumption of energy. Their manufacture in polymeric technology is the subject of this study. The first part of this work gives a progress report on the bands structures and on the electronic Valence Band Density Of State (VBDOS) of the organic materials use. The following part is devoted to comprehension of the physical phenomena related to the concept of crystal photonic, according to the models of : Yablonovitch and John. Then the theory of the plane waves expansion is developped and used to compute the photonic band gap structures. The 4th part is about the calculation and the manufacture of a focused ion beam machine, with a minimum beam diameter of 10nm, used to etch polymers. The last part exposes the conditions to etch 2D diffractive lattice in PMMA and CR39 according to the previously calculated dimensions
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Viale, Pierre. "Gestion des effets non linéaires dans les fibres optiques à bande interdite photonique". Limoges, 2006. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/9a9c89be-3d7c-4b1d-8644-ee484619e0db/blobholder:0/2006LIMO0057.pdf.
Resumen
Les effets non linéaires générés dans les fibres optiques sont devenus contrôlables avec l’apparition du cristal photonique. Il a été employé pour réaliser une fibre optique à coeur de silice à grande aire effective pour repousser le seuil d’apparition de ces effets. La conception et la caractérisation de cette fibre sont étudiées en détail. Le cristal photonique permet la propagation de la lumière dans un milieu d’indice faible comme l’air, matériau faiblement non linéaire, pour supprimer les effets non linéaires. La modélisation de fibres creuses est exposée, ainsi que nos premières réalisations et caractérisations. Une fibre composée d’un cœur liquide fortement non linéaire et d’indice faible peut également être employée pour exacerber des effets non linéaires et permettre la création de nouvelles sources optiques fibrées. La première réalisation de fibre à coeur liquide est présentée. Une théorie permettant la compréhension du guidage est développée et confirmée expérimentalementNonlinear effects in optical fibres were managed by means of photonic crystals (PC). On the one hand, such a metamaterial was employed to increase the threshold of appearance of nonlinear effects. Hence a silica core PC fibre exhibiting a large effective mode area was designed and fabricated. The subsequent characterization was studied in detail. Moreover, a properly designed PC allows propagation of light in a low index media such as air, which is a low nonlinear medium. Modelling of hollow core PC fibre was exposed together with our realizations and characterisations. On the other hand, specific properties of PC allow to propagate light in a highly-nonlinear low-index liquid filling the hollow core of a PC fibre so as to exacerbating nonlinear effects and creating novel optical sources. To the best of our knowledge, a low-loss liquid-core PC fibre was fabricated for the first time. A comprehensive theory of propagation was developed and confirmed by experiments
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Vanvincq, Olivier. "Étude théorique des propriétés optiques linéaires et non-linéaires des fibres à bandes interdites photoniques à coeur solide". Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10036/document.
Resumen
Cette thèse concerne l'étude des propriétés linéaires des fibres optiques à bandes interdites photoniques et à coeur solide et l'utilisation de leurs caractéristiques singulières en optique non-linéaire guidée. La partie I est consacrée au calcul des bandes interdites photoniques que présente la gaine microstructurée. Nous avons mis en place un outil numérique de calcul de bandes par la méthode de décomposition en ondes planes en tenant compte de la dispersion des matériaux. Cet outil a été utilisé pour concevoir une fibre permettant la photo-inscription d'un réseau de Bragg. La méthode des perturbations stationnaires est ensuite appliquée pour déterminer les indices effectifs des modes autorisés aux grandes longueurs d'onde et identifier les modes linéairement polarisés vers lesquels ils évoluent.Dans la partie II, l'équation de Schrödinger non-linéaire généralisée est établie. Dans le cas d'une fibre effilée, il apparaît un terme supplémentaire permettant la conservation du nombre de photons. L'expression analytique usuelle du taux d'auto-décalage Raman est étendue au cas des solitons de courte durée jouant un rôle majeur dans le processus de génération de supercontinuum.La partie III est consacrée aux résultats obtenus en régime non-linéaire dans les fibres à bandes interdites photoniques à coeur solide. Nous montrons théoriquement que la forte valeur de la dispersion du troisième ordre est à l'origine de la suppression de l'auto-décalage Raman juste avant le bord de bande et sans pertes significatives. Cette suppression est ensuite utilisée pour limiter l'étendue spectrale et augmenter la stabilité tir-à-tir d'un supercontinuumThis thesis concerns the linear properties of solid-core photonic bandgap fibers and the use of their specific properties for guided non-linear optics.Part I focuses on optical properties of the core mode whose guidance mechanism is related to the photonic bandgaps of the microstructured cladding. A numerical tool is developed for bandgap calculation using the plane wave expansion method with the dispersion taken into account. This tool was used for the design of a fiber which allows the photo-writing of a Bragg grating. Then, the stationary perturbation method is applied to the determination of the effective index of the allowed modes at long wavelengths and to the identification of linearly polarized modes towards which they evolve.In part II, the generalized non-linear Schrödinger equation is established. In the case of a tapered fiber, an extra-term appears in the equation allowing the exact conservation of the photons number. Then, the principles of the soliton red-shift and supercontinuum generation are recalled. The usual analytical expression of soliton self-frequency shift rate is extended to the case of short-duration solitons which play an important part in the dynamics of supercontinuum generation.Part III focuses on results obtained in nonlinear regime in solid-core photonic bandgap fibers. We show that the strong value of the third order dispersion term is the cause of the soliton self-frequency shift suppression near the bandgap edge without significant energy loss. Then, this suppression was used to tailor the spectral extent of the supercontinuum and to reduce pulse-to-pulse fluctuations
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Fehrembach, Anne-Laure. "Réseaux résonnants à Bande Interdite Photonique, nouveaux filtres pour le D. W. D. M". Aix-Marseille 3, 2003. http://www.theses.fr/2003AIX30028.
Resumen
Les débits des télécommunications optiques sont considérablement accrus par le multiplexage dense en longueur d'onde (D. W. D. M. ). Pour séparer les différents canaux, des filtres fréquentiels ultra-sélectifs sont nécessaires. Les réseaux résonnants, formés d'un réseau gravé sur un guide d'onde plan, sont une solution potentielle. Ces structures supportent des modes propres pouvant être excités par une onde issue d'une fibre optique. L'excitation produit un pic de résonance en réflexion, à une longueur d'onde et un angle d'incidence donnés. Le pic ne possède en général pas les qualités requises pour le D. W. D. M. : en incidence oblique, les tolérances angulaire et spectrale sont faibles et les profils dépendent de la polarisation. En conjuguant les concepts des cristaux photoniques, une théorie phénoménologique rigoureuse et une théorie perturbative, nous concevons un filtre répondant à toutes les contraintes imposées par le D. W. D. M. . Nos résultats sont validés par des exemples numériquesDense wavelength division multiplexing (D. W. D. M. ) significantly increases the optical telecommunication transmission rates. To separate the channels, narrow band spectral filters are necessary. Resonant gratings, composed with a grating engraved on a planar waveguide, are a potential solution. These structures support eigenmodes, which can be excited by a wave coming out of an optical fiber. The excitation creates a resonance peak in the reflected beam, for a given wavelength and incidence angle. In general, the peak does not exhibit the qualities required for the D. W. D. M. : at oblique incidence, the angular and spectral tolerances are weak, and the line shapes are polarization dependent. Combining photonic crystals concepts, a rigorous phenomenological theory, and a perturbative theory, we design a filter that meet all the conditions imposed by the D. W. D. M.
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Laurent, Stéphane. "Cavités à bande interdite photonique bidimensionnelle et application à une source de photons uniques indiscernables". Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066535.
Resumen
Les boîtes quantiques auto-assemblées InAs/GaAs, observées individuellement, constituent des émetteurs de photons uniques. L’émission de photons uniques indiscernables nécessite d’accélérer l’émission spontanée, ce qui peut être réalisé en utilisant une cavité (effet Purcell). Au cours de ce travail de thèse, nous avons développé des cavités à bande interdite photonique bidimensionnelle dans cette perspective. L’étude a d’abord constituée en la réalisation de cavités à cristaux photoniques en GaAs. L’insertion de boîtes quantiques InAs/GaAs dans les structures réalisées a ensuite permis d’isoler une unique boîte, en couplage faible avec un mode d’une cavité. Ce système s’est avéré être une source de photons uniques indiscernables, avec un taux d’indiscernabilité supérieur à 70%. L’indiscernabilité des photons, impossible sans un raccourcissement important de la durée de vie radiative de la boîte quantique, met en évidence un effet Purcell supérieur à 25 dans ce systèmeIsolating a single self-assembled InAs/GaAs quantum dot is a way to produce single photons. Moreover, the successively emitted photons can be indistinguishable if the emission process happens sufficiently fast. This radiative lifetime shortening can be obtained by the use of cavity effects (Purcell effect). In this work we describe the development of two-dimensional photonic band gap cavities for that purpose. A first step was the fabrication of GaAs photonic crystal cavities. Then, inserting a single layer of InAs/GaAs quantum dots in the structure, we managed to isolate a single quantum dot coupled to a single cavity mode, in the weak coupling regime. This system is an indistinguishable single photon source, with a degree of photon indistinguishability of 70 %. The observation of the photon indistinguishability is only possible through a shortening of the emitter lifetime, and indicates that the Purcell effect is more than 25 in this system
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Denis, Marie-Sandrine. "Contribution à l'étude des matériaux à Bande Interdite Photonique : Application dans le domaine des antennes imprimées". Limoges, 1998. http://www.theses.fr/1998LIMO0057.
Resumen
Les matériaux à Bande Interdite Photonique (composés d'arrangements périodiques de la constante diélectrique) présentent d'intéressantes propriétés de réflexion dans une large bande de fréquence. L'introduction de défauts (rupture de la périodicité) au sein de tels matériaux conduit à l'apparition de pics de transmission à l'intérieur de la bande interdite. De telles structures peuvent être utilisées comme filtres fréquentiel ou angulaire. Ce mémoire décrit les méthodes de simulation utilisées pour la caractérisation de matériaux à BIP. Puis une étude théorique et expérimentale d'un BIP bidimensionnel diélectrique est effectuée. Les résultats expérimentaux, en parfaite concordance avec les résultats de simulation, permettent de valider les codes de calcul. Différentes applications dans le domaines des antennes imprimées sont ensuite données : 1) Antennes à réflecteur : un matériau BIP, placé sous un dipôle électrique, joue un rôle de plan réflecteur. 2) Antennes imprimées sur substrats BIP : la mise en place de matériau BIP comme substrat d'antennes permet de diminuer le rayonnement à 90°. 3)Antennes imprimées possédant un radôme BIP : la perturbation du rayonnement d'une antenne sous un radôme BIP est mise en évidence. Une antenne fort gain est obtenue en insérant un gap d'air entre l'élément rayonnant et le radôme
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Jamier, Raphaël. "Propriétés linéaires des fibres optiques à cristal photonique à cœur solide". Limoges, 2007. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/cc01e272-24b8-44b9-b5a1-478b8ebad714/blobholder:0/2007LIMO4044.pdf.
Resumen
L’implantation de cristaux photoniques dans les fibres optiques a permis de repousser les seuils d’apparition des phénomènes physiques limitant le transport et la génération de forte puissance. La taille du cœur et l’aire effective du mode fondamental sont fortement augmentées tout en conservant une émission monomode. Les fibres à cristal photonique étudiées ici sont définies par une gaine périodique unidimensionnelle autorisant un guidage de la lumière par effet de bande interdite photonique. Leur potentiel est révélé au travers de l’étude de leurs propriétés linéaires. La conception, la fabrication et la caractérisation de fibres présentant des aires effectives élevées - relativement au carré de la longueur d’onde - sont présentées. La réduction drastique des pertes de confinement et de la sensibilité aux courbures est montrée. La possibilité de les intégrer comme composant passif dans une source laser « tout fibré » est abordée au travers d’un exemple de gestion de la dispersionThe insertion of photonic crystal in optical fibres made it possible to increase the thresholds of physical phenomena limiting the delivery and the generation of high power. The core size and the effective area (Aeff) of the fundamental mode are drastically increased while preserving a singlemode emission. The photonic crystal fibres studied here are defined by a one-dimensional periodic cladding allowing the light to be guided by the so-called photonic bandgap effect. Their potential is revealed through the study of their linear properties. Results about the design, fabrication and characterisation of fibres exhibiting large Aeff relative to the wavelength are reported. The drastic reduction of confinement loss and bending sensitivity is shown. The possibility of integrating such a fibre as a passive element in an “all fibre” laser source is also shown through an example of dispersion management
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Lechevalier, Corentin. "Structure des bandes, états propres et dynamique non linéaire dans un réseau photonique fibré". Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2022. http://www.theses.fr/2022ULILR070.
Resumen
L'objet des recherches de ce manuscrit est de caractériser la dynamique de la lumière dans un réseau photonique. Les réseau photoniques sont des plateformes dans lesquels la lumière peut se propager et être analysée en détail. Le réseau photonique est composé de deux anneaux fibrés couplés entre eux. L'évolution de la lumière dans ces anneaux est entièrement décrite par une relation. Celle-ci est particulièrement difficile à obtenir dans son intégralité en une seule mesure. Dans notre étude, nous proposons d'associer un dispositif complémentaire qui va servir de référence pour mesurer entièrement et en une seule fois la relation.Une fois que nous mesurons cette relation, nous analysons sa structure pour décrire des propriétés fondamentales du réseau. Notre dispositif expérimental se montre particulièrement efficace pour étudier différentes formes de relation mais surtout des phénomènes physiques complexes comme la formation d'impulsion de forte puissance ou encore l'interaction entre impulsionsThe subject of this manuscript's research is based on the characterization the dynamics of light in a photonic lattice. Photonic lattice are platform where light can propagate and be precisely analysed. The photonic lattice studied is formed by two fiber coupled ring. The evolution of light inside the lattice is fully describe by one relation. This one is especially challenging to be measured in a single measure. In our study, we propose to measure the complet relation into a single measure thanks to an add-on device.When the relation is observed, we analyze its structure to describe fundamental propreties of the lattice. Our experimental device offer the possibility to measure various relation but moreover complex physical phenomena such as high pulses formation, coherents structures or pulses interactions
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Oyhénart, Laurent. "Modélisation, réalisation et caractérisation de cristaux photoniques tridimensionnels en vue d'applications à la compatibilité électromagnétique". Bordeaux 1, 2005. http://www.theses.fr/2005BOR13114.
Resumen
L'objet de ce manuscrit est l'étude de l'interaction d'une onde électromagnétique avec des matériaux dont l'indice de réfraction est modulé périodiquement à l'échelle de la longueur d'onde. Ces matériaux sont communément appelés des cristaux photoniques ou matériaux à bande interdite photonique du fait de leur analogie très forte avec les structures cristallines étudiées en physique du solide. A partir de ce domaine de la physique, nous expliquerons leurs propriétés atypiques, comme le fait d'interdire tout état propagatif sur une gamme de fréquence, de localiser spatialement ou fréquentiellement une onde, d'obtenir une ultraréfraction négative. . . Nous étudierons et comparerons la plupart des méthodes permettant de modéliser les cristaux photoniques dont une plus particulièrement, la multidiffusion. Cette théorie analytique est appliquée à une collection de diffuseurs sphériques plus ou moins ordonnés afin d'étudier différents types de défauts apparaissant dans les cristaux photoniques. Les techniques de mesure en espace libre développées pour ces matériaux confirmeront nos résultats théoriques. Elle nous permettront aussi de caractériser en micro-ondes des cristaux photoniques tridimensionnels réalisées à partir de polymères conducteurs. Ces matéraiaux dont leur première application est la compatibilité électromagnétique pourront dans un futur proche bouleverser le domaine des télécommunications optiques et micro-ondes
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Collardey, Sylvain. "Applications des matériaux à bande interdite photonique à la réduction de la S. E. R. D'un réseau d'antennes". Rennes 1, 2002. http://www.theses.fr/2002REN10155.
Resumen
Cette thèse se décompose en trois parties distinctes : Analyse numérique des matériaux à Bande Interdite Photonique (BIP) métallique, Calcul de la Surface Equivalente Radar (S. E. R. ) d'une antenne et Etude d'un radôme à BIP métallique permettant la réduction de la S. E. R. D'un réseau d'antennes. La caractérisation des matériaux à BIP a été effectuée, dans un premier temps, par le développement d'une méthode de calcul de S. E. R. Semi-analytique et dans un second temps par une étude paramétrique permettant l'évaluation de la réponse fréquentielle du matériau en fonction de sa géométrie. Dans la deuxième partie, il a été montré que le champ diffusé s'exprime pour une charge quelconque en fonction de l'impédance de l'antenne à l'émission et des champs diffusés en circuit ouvert ou en court-circuit. Après, la validation théorique d'un concept de radôme à BIP, des mesures expérimentales ont montré la capacité de ce dernier pour la réduction de la S. E. R. D'un réseau d'antennes.
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Ricouvier, Joshua. "Matériaux photoniques auto-assemblés". Electronic Thesis or Diss., Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLET036.
Resumen
Les matériaux avec une bande interdite complète ont de nombreuses applications pour l'industrie (guide d'onde sans perte, reflecteurs parfaits, pigments ultra robustes). Ils restent néanmoins difficiles à fabriquer. Ces dernières années, il a été découvert que certains matériaux auto-assemblés sont eux aussi susceptibles de posséder une bande interdite photonique complète.Deux approches afin de déterminer leur structure ont été élaborées pendant cette thèse. La première est d'arranger dans l'espace de manière contrôlée des blocs élémentaires réalisés grâce à la microfluidique et la deuxième est l'étude des assemblages désordonnées de gouttes, le désordre étant controlé par la bidispersivité des gouttes. Elles sont susceptibles de posséder certaines propriétés des cristaux, comme des fluctuations de densité qui disparaissent aux grandes longueurs d'onde : l'hyperuniformité. J'ai créé ces assemblages directement dans une puce microfluidique et ai simulé les propagations d'ondes électromagnétiques au sein du matériau. Il apparaît alors que certains paramètres (déformabilité, bidispersivité) jouent un rôle crucial pour auto-assembler des matériaux transparents. Dans la limite des mousse sèches, ce matériau après optimisation ouvre une bande interdite photonique complète.J'ai aussi étudié deux dispositifs de génération de gouttes. Cela m'a permis d'explorer les transitions entre les différents régimes hydrodynamique de formation des gouttesMaterials with a complete photonic bandgap have various promising applications for industry (loss-less wave guides, perfect reflectors, ultra robust dyes…) but are unfortunately difficult to fabricate. During the last few years, it has been discovered that self-assembled materials might also exhibit large complete photonic bandgap.Two approaches have been elaborated in order to determine their structure. The first one is to arrange building blocks in a well controlled manner. These clusters of droplets are fabricated in a microfluidic device. A second important part of my research investigates disordered droplet assemblies. Using these bidisperse assemblies, I create hyperuniform structures with vanishing long range density fluctuations. These systems possess properties of crystals, such as long-range order, in addition to characteristics of disordered systems such as a statistically isotropic structure. I create jammed assemblies directly in a microfluidic chip and simulate electromagnetic wave propagation inside the obtained material. It appears that varying certain conditions (deformability, bidispersity), self-assembled systems can be optimized to become highly transparent. Moreover, in the dry foam limit, this material exhibits a complete photonic bandgap after few optimizations.I have also carried out research on various droplet generation devices. This allows me to explore transitions between various hydrodynamical regimes of droplet formation
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Strupiechonski, Élodie. "Confinement photonique extrêmement sub-longueur d'onde pour les lasers à cascade quantique térahertz". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00943200.
Resumen
Les deux grands défis actuels pour l'optoélectronique térahertz (THz) sont d'une part, le besoin de miniaturiser les sources de rayonnement térahertz, et d'autre part, la nécessité d'améliorer leurs performances actuelles. Parmi les sources de rayonnement térahertz existantes, le laser à cascade quantique (QCL) est à ce jour le meilleur candidat pour remplir ces critères. Afin d'y parvenir, il faut cependant apporter des solutions aux verrous qui limitent la miniaturisation des QCLs THz. Le premier est d'ordre fondamental, et tient au fait que les dimensions des cavités photoniques usuelles sont soumises à la limite de diffraction. Le second verrou provient du fait que la recherche de compacité des sources se traduit généralement par la détérioration de leur puissance optique de sortie et de la directionnalité du faisceau laser. Une nouvelle famille de résonateurs THz métal - semiconducteur - métal (M-SC-M) est présentée de façon théorique et expérimentale. Ces dispositifs, inspirés des oscillateurs électroniques LC, ont permis d'atteindre un volume effectif record Veff=LxLyLz/λeff=5.10−6, où Lx,y,z sont les dimensions de la cavité et λeff est la longueur d'onde de résonance dans le cœur du résonateur (GaAs). Ces résonateurs hybrides photoniques-électroniques ont la particularité d'être libérés de la limite de diffraction dans les trois dimensions spatiales, et bénéficient pour la première fois de toutes les fonctionnalités habituellement réservées aux dispositifs électroniques. Une application aux polaritons inter-sousbandes THz a permis d'obtenir des résultats à l'état de l'art, démontrant d'une part que ces résonateurs hybrides conservent leurs propriétés photoniques, et d'autre part qu'ils permettent un couplage lumière-matière fort. En parallèle de ce travail, la faisabilité d'un QCL THz avec une région active extrêmement fine est démontrée expérimentalement. Une étude systématique des caractéristiques du laser en fonction de l'épaisseur de la région active (Lz) a permis la réduction de Lz=10 μm (≈λeff/2,7) jusqu'à la valeur record de Lz=1,75 μm (≈ λeff/13) dans une cavité Fabry-Pérot M-SC-M. Malgré l'augmentation des pertes optiques, l'effet laser est obtenu au-dessus de la température de l'azote liquide (78 K) pour la région active la plus fine. Ces résultats sont très encourageants pour le développement de régions actives plus performantes, et permettent d'envisager le développement de micro-cavités lasers avec des volumes effectifs extrêmement sub-longueur d'onde. Les perspectives de ce travail de thèse s'étendent de l'électrodynamique quantique en cavité au nanolaser. Les applications potentielles varient énormément en fonction de la configuration des résonateurs hybrides. Ils peuvent être utilisés comme des éléments passifs pour la détection, ou encore comme des éléments actifs tels que des antennes. Enfin, l'utilisation d'une région active fine en combinaison avec un résonateur hybride devrait permettre d'obtenir un QCL THz ultra-compact libéré de la limite de diffraction, tout en introduisant pour la première fois la possibilité d'accorder la fréquence du laser en adaptant l'impédance complexe équivalente de la combinaison d'éléments LC.
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Merle, Yannick. "Etude de la dispersion électromagnétique dans les matériaux diélectriques bidimensionnels". Limoges, 2003. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/f7c1a93d-6092-4edc-9dfe-8569aa168a82/blobholder:0/2003LIMO0045.pdf.
Resumen
Depuis une vingtaine d'années, les matériaux à Bande Interdite Photonique (arrangement périodique de structure métalliques ou diélectriques) font l'objet de nombreuses études. Ils ont pour propriété d'interdire la propagation d'ondes électromagnétiques dans une certaine bande de fréquence. De telles structures peuvent aussi être utilisées pour réaliser un filtrage spatial. Ce mémoire présente une étude de matériaux à Bande Interdite Photonique infinis à deux dimensions. Ils permettent le calcul de contour de dispersion donnant accès aux différentes directions que peut prendre le vecteur d'onde dans le matériau. Puis, nous nous sommes intéressés à donner une interprétation des propriétés dispersives des matériaux périodiques. Grâce aux conditions de résonance, aux vitesses de phase et aux coefficients de transmission, nous avons montré pourquoi à certaines fréquences le matériau est totalement transparent tandis qu'à d'autres il réfléchit les ondesSince two decades, the Photonic Band Gap materials (periodic arrangement of metallic or dielectric structure) have been the subject of many studies. The so called materials have the property of forbidding the propagation of electromagnetic waves in a certain frequency bandwidth. They can also be used to carry out a spatial filtering as well. This dissertation presents a study of two dimensions infinite Photonic Band Gap material. They allow the calculation of dispersion contour giving access to the various directions which the wave vector can take into the material. Then, we have presented an interpretation of the dispersive properties of periodic materials. That made it possible to present the conditions of resonance of the photonic structures. Thanks to the resonance conditions, the phase velocity and the transmission factor, it is shown why at certain frequencies the material is totally transparent while in other frequencies it reflects the waves
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Thévenot, Marc. "Analyse comportementale et conception des matériaux diélectriques à Bande Interdite Photonique : Application à l'étude et à la conception de nouveaux types d'antennes". Limoges, 1999. http://www.theses.fr/1999LIMO0014.
Resumen
En 1986 debuta la recherche scientifique sur les materiaux a bande interdite photonique (b. I. P. ). Cette recherche devait deboucher sur des systemes optiques et sur le controle de l'emission spontanee de la lumiere dans les lasers a semi-conducteur. Aujourd'hui, les materiaux a b. I. P. Suscitent l'interet des chercheurs a des longueurs d'ondes beaucoup plus grandes pour developper de nouveaux systemes aux frequences microondes et millimetriques. Ce travail decrit les proprietes electromagnetiques des materiaux dielectriques a b. I. P. Il detaille les methodes developpees et utilisees pour localiser les bandes de frequences interdites et pour analyser les proprietes dispersives (vecteurs d'ondes excites en fonction de la frequence) d'echantillons de structures dielectriques periodiques excitees par une source electromagnetique physique localisee. Deux applications pour ces materiaux ont ete developpees dans le domaine des antennes. L'une est un reflecteur parabolique dielectrique a b. I. P. . Les resultats et les mesures de simulation montrent que le reflecteur dielectrique est aussi performant que la parabole metallique de memes dimensions. L'autre application est nommee antenne planaire a b. I. P. Rayonnant. Il s'agit d'un systeme fonctionnant sur le mode de defaut d'un reseau periodique dielectrique qui, positionne sur un plan metallique permet d'augmenter considerablement la directivite des antennes imprimees.
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Elbaz, Anas. "Sources laser compatibles silicium à base de Ge et GeSn à bande interdite directe". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS077/document.
Resumen
La photonique silicium connait un essor très important, porté notamment par la réalisation de câbles optiques actifs permettant de transférer optiquement des données à haut débit dans des environnements de type “High performance computing” ou “data center”. L'intégration de cette source laser est un enjeu très important pour la photonique silicium. Actuellement, ces sources sont obtenues avec des semi-conducteurs de type III-V sur substrats GaAs ou InP. Leur intégration dans une filière silicium est délicate et surtout ne permet pas de tirer pleinement parti de l'environnement de fabrication CMOS de la microélectronique.L'intégration d'une source optique monolithique représente donc un enjeu considérable. Les éléments de la colonne IV (Si, Ge) sont des semi-conducteurs à bande interdite indirecte, avec une faible efficacité de recombinaison radiative, et ne sont donc pas a priori de bons candidats. Un changement de paradigme est cependant en cours avec la récente démonstration qu'il était possible de manipuler la structure de bande des semi-conducteurs à base de germanium pour les rendre à bande interdite directe, i.e. les transformer en émetteurs efficaces. Cette ingénierie peut être réalisée soit en utilisant des tenseurs externes comme le nitrure de silicium soit en réalisant des alliages avec de l'étain (GeSn), ou en combinant les deux. Cette thèse porte donc sur l'étude de ces semi-conducteurs à bande interdite directe, avec pour objectif de faire la démonstration d'un laser avec ce nouveau type de matériauxSilicon photonics is experiencing a very important development. The laser source integration is a very important issue in silicon photonics. Currently, these sources are obtained with type III-V semiconductors on GaAs or InP substrates. Their integration in a silicon industry is delicate and above all does not allow to take full advantage of a CMOS environment.The integration of a monolithically optical source represents an important challenge. The elements of column IV (Si, Ge) are indirect bandgap semiconductors, with low radiative recombination efficiency, and therefore are not good candidates. However, a paradigm shift is underway with the recent demonstration that it was possible to manipulate the band structure of germanium-based semiconductors to direct bandgap, i.e. transform them into efficient transmitters. This engineering can be achieved either by using external tensors such as silicon nitride or by making alloys with tin (GeSn), or by combining both. This thesis deals with the study of these direct bandgap semiconductors. The goal will be to demonstrate a laser with this new type of materials
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Pincemin, François. "Etude de la propagation du rayonnement électromagnétique dans les milieux hétérogènes". Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1995. http://www.theses.fr/1995ECAP0404.
Resumen
Ce mémoire traite de la diffusion du rayonnement électromagnétique par des milieux hétérogènes. Nous traitons tout d'abord les hétérogénéités de taille bien inférieure à la longueur d'onde. Nous présentons une nouvelle méthode, fondée sur une formulation intégrale, pour déterminer la constante diélectrique effective du milieu homogène équivalent. Une étude de l'anomalie diélectrique pour des films de faible épaisseur est entreprise. Pour les milieux périodiques, une méthode de calcul de structure de bande photonique est présentée. Nous montrons comment on peut en déduire la constante diélectrique effective. Nous abordons ensuite l'analyse des effets de taille finie de tels systèmes. Enfin, nous exposons une étude de la localisation du rayonnement dans un milieu bidimensionnel aléatoire, mais périodique en moyenne. Nous montrons que la longueur de localisation est plus courte pour les fréquences au voisinage d'un bord de bande de la structure de bande photonique du milieu périodique sous-jacent, que pour les fréquences plus éloignées d'une bande interdite. La deuxième partie de ce mémoire est consacrée à la diffusion du rayonnement par des défauts situés à proximité d'une interface métal-diélectrique. L'influence des ondes de surface sur les phénomènes de diffusion et sur la structure du champ proche est analysée. Pour des particules disposées aléatoirement, nous étudions la rétrodiffusion exaltée. Nous montrons que celle-ci est liée à la présence de polaritons de surface. Pour finir une étude de la propagation d'un polariton de surface le long d'un réseau de taille finie est menée. Les effets de taille finie sont observés et analysés pour des fréquences situées a proximité d'une bande interdite. Des modes resonants localisés sont excités lorsque le réseau possède des défauts. Enfin une étude de la localisation d'Anderson des polaritons de surface est entreprise pour un réseau aléatoire mais périodique en moyenne
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Boisbouvier, Nicolas. "Application des matériaux à Bande Interdite Photonique (BIP) pour la conception d'antennes et dispositifs associés destinés aux réseaux domestiques sans fils". Rennes 1, 2004. http://www.theses.fr/2004REN10164.
Resumen
Cette thèse a pour objectif d';exploiter les propriétés intrinsèques de filtrage spatial offertes par les structures à Bande Interdite Photonique (BIP) afin de proposer des topologies d'antenne innovantes présentant un schéma de diversité. Dans ce manuscrit, nous distinguons deux catégories de structures BIP : les structures BIP planaires pour substrat diélectrique et les structures BIP volumiques. Pour chacune d'entre-elles, un état de l'art présente ces différentes structures et leurs applications aux antennes. Nous nous sommes ensuite intéressés, d'une part, à la structure BIP de Radisic puis à sa structure duale pour fente et, d'autre part, aux structures BIP métalliques (ou BIPM) et plus particulièrement à l'étude d'une source plongée au sein d'un BIPM carré. Plusieurs topologies d'antenne présentant un schéma de diversité d'antenne et exploitant ces deux catégories de BIP sont alors proposées et leurs performances analysées.
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Baz, Assaad. "Modélisation et réalisation de fibres à bandes interdites photoniques pour la génération et le transport des faisceaux laser puissants". Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10100/document.
Resumen
Ces travaux concernent la modélisation et la réalisation de fibres optiques micro-structurées, et plus particulièrement de fibres à bandes interdites photoniques actives et passives, à grande aire effective et destinées au transport ou à la génération de faisceaux lasers puissants.Une première partie du travail a porté sur l’étude d’une nouvelle géométrie de fibre micro-structurée - baptisée « fibre de Bragg pixélisée » - étudiée pour l’obtention d’un large cœur, monomode en pratique. Pour cette géométrie la fibre est rendue monomode en ajustant de façon optimale les distances entre les anneaux de haut indice de réfraction (condition dite demi-onde). Une première réalisation a permis de démontrer un diamètre de mode de 26μm à la longueur d'onde 1400nm dans une fibre passive. Un second aspect de ce travail a consisté en des études théoriques et expérimentales menées sur des fibres à bandes interdites photoniques présentant une gaine hétéro-structurée. Dans ces structures, la gaine comporte des résonateurs conçus pour éliminer les modes d’ordre supérieur par filtrage par les pertes. Des diamètres de mode allant de 19μm à 65μm ont ainsi été obtenus en régime monomode à 1050nm dans plusieurs fibres passives utilisées dans des bandes interdites photoniques différentes. Une fibre hétéro-structurée active a également été réalisée: le cœur, en silice pure dopée avec des ions ytterbium, a été obtenu via le procédé Sol-Gel. La fibre issue de cette réalisation a permis l’observation d’un effet laser avec une efficacité de 62.5%, pour un mode présentant un diamètre de 36μmThese works concern the design and realization of micro-structured optical fibers, in particular, large mode area, active and passive, photonic bandgap fibers for high power laser beams generation and delivery. The first part of the work focused on the study of a new geometry of micro-structured fiber - so called "pixilated Bragg fiber" - in order to obtain a large, practically singlemode, core. For that geometry, the fiber is made singlemoded by optimizing the distances between the high index rings (Half wave stack condition). A first realization allowed to report a mode field diameter of 26μm measured at 1400nm wavelength in a passive fiber. The second aspect of this work included theoretical and experimental studies, of photonic bandgap fibers having a hetero-structured cladding. Specially designed resonators are added to the cladding of these fibers in order to eliminate higher order modes. Thus, 19μm to 65μm mode field diameters have been obtained in a singlemode regime at 1050nm wavelength for several passive fibers used in different bandgaps. An active fiber with hetero-structured cladding was also presented: the core was made of pure silica, ytterbium doped, synthesized using the Sol-Gel technique. The realized fiber allowed the observation of a laser emission with an efficiency of 62.5% and a mode field diameter of 36μm
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Férachou, Denis. "Application des fibres creuses à cristal photonique pour la réalisation de résonateurs micro-ondes et de guides d’onde térahertz". Limoges, 2012. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/6c8250cd-a5a5-4db6-bc7c-1c9ffc8bbfbf/blobholder:0/2012LIMO4042.pdf.
Resumen
Le domaine térahertz (THz) est une gamme de fréquence encore peu étudiée. La difficulté à générer et à détecter dans ce domaine a longtemps empêché son développement comparativement aux domaines de l’optique (> 100 THz) et des micro-ondes (< 100 GHz). L’étude proposée dans cette thèse concerne les guides d’onde THz basés sur l’adaptation des structures des fibres optiques à coeur creux composées d’un cristal photonique. Les faibles pertes qu’il est possible d’atteindre avec ce genre de fibres optiques ont été démontrées. L’intérêt de cette adaptation est donc de retrouver les avantages de ce genre de structures au domaine THz. Un chapitre introductif présente plus en détail le domaine THz et les contraintes de ce domaine. Un état de l’art des guides d’onde THz ainsi que le banc de spectroscopie THz dans le domaine temporel développé pour l’étude des guides d’onde sont aussi présentés. Le deuxième chapitre est consacré aux modèles développés en optique pour expliquer le confinement dans les fibres basées sur les cristaux photoniques ainsi que l’adaptation de ces cristaux aux domaines micro-ondes et THz. Le dernier chapitre porte sur l’optimisation et la réalisation de résonateurs micro-ondes et de guides d’onde THz basés sur des cristaux photoniques à bandes interdites adaptésThe domain terahertz (THz) is a little studied frequency range. The difficulty to generate and detect in this domain has long prevented its development compared to the optical domain (> 100 THz) and microwaves (<100 GHz). The study proposed in this thesis concerns the terahertz waveguides based on structural adaptation of hollow core optical fibers composed of a photonic crystal. The low losses it is possible to achieve with this kind of optical fibers have been demonstrated. The interest of this adaptation is to find the same advantages of such structures in THz. An introductive chapter provides more detail on the THz domain and the constraints of this area. A state of the art of THz waveguides and the THz time domain spectroscopy setup developed for the study of waveguides are presented. The second chapter is devoted to models developed to explain the optical confinement in fibers based on photonic crystals and the adaptation of these crystals to microwave and THz domains. The last chapter deals with the optimization and realization of microwave resonators and waveguides THz based on adapted photonic bandgap crystals
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Kékesi, Renata. "Experimental study of 3D magneto-photonic crystals made of silica inverse opals doped by magnetic nanoparticles". Thesis, Saint-Etienne, 2011. http://www.theses.fr/2011STET4014/document.
Resumen
Dans les systèmes de télécommunications l'isolateur est le seul élément qui n'a pas encore été intégré, en raison du traitement thermique élevé (~ 700 °C) nécessaire à la cristallisation des matériaux magnétiques le constituant. Ce composant autorise le passage de la lumière dans une seule direction, en bloquant la propagation dans le sens retour et évite les risques des dommages ou d’instabilités. Il est basé sur l'effet non-réciproque de la rotation Faraday des matériaux magnéto-optiques. Pour surmonter ce problème de compatibilité tout en exaltant l'effet magnéto-optique, un matériau composite structuré en cristal photonique 3D a été élaboré par imprégnation d’un opale direct de polystyrène avec une solution de précurseurs métalliques dopés avec des nanoparticules magnétiques (CoFe2O4) à basse température en utilisant le procédé sol-gel. Premièrement, nous avons montré par le calcul, que l'utilisation d'un matériau magnétique diluée avec un indice de réfraction relativement faible dans un cristal photonique 1D, peut augmenter le facteur de mérite par rapport à une seule monocouche magnéto-optique. Pour obtenir une rotation Faraday suffisante, la fraction volumique de nanoparticules magnétiques dans la couche composite a tout d’abord été augmentée de quelques pour cent à une valeur aussi importante que 40%. Le résultat principal de cette thèse est enfin que la rotation de Faraday des cristaux magnéto-photoniques réalisés a montré une amélioration sur les bords de la bande interdite photonique en comparaison à la seule monocoucheFor telecommunication systems the isolator is the only element, which has not been integrated yet, because of the high temperature (~700 °C) annealing process which is required for the crystallization of magnetic materials. Due to the non-reciprocal behavior of the magneto-optical effects, this device assures that the transmitted light passes in one direction, but it blocks the backward propagation into the laser and avoids damage risk or instabilities. To overcome this compatibility problem and increase the magneto-optical effect, a composite material arranged as 3D photonic crystal has been elaborated by impregnating polystyrene direct opals with magnetic nanoparticles(CoFe2O4) doped metallic precursor solution using low temperature sol-gel process. Firstly, we have shown by calculation, that the use of a dilute magnetic material with a relatively low refractive index in a 1D photonic crystal can increase the merit factor compared to a single magnetic monolayer. To obtain a sufficient Faraday rotation, the volume fiaction of magnetic nanoparticles had to be increased. We managed to reach 40%, whereas this rate was only a few percent at the beginning of this work. The main result of this thesis is that the Faraday rotation of the realized magneto-photonic crystals showed an enhancement at the edges of the photonic band gap comparing to the single monolayer
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Kékesi, Renata. "Étude expérimentale de cristaux magnéto-photoniques 3D réalisés sous forme d'opales inversés par une matrice de silice dopée en nanoparticules magnétiques". Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00700481.
Resumen
Dans les systèmes de télécommunications l'isolateur est le seul élément qui n'a pas encore été intégré, en raison du traitement thermique élevé (~ 700 °C) nécessaire à la cristallisation des matériaux magnétiques le constituant. Ce composant autorise le passage de la lumière dans une seule direction, en bloquant la propagation dans le sens retour et évite les risques des dommages ou d'instabilités. Il est basé sur l'effet non-réciproque de la rotation Faraday des matériaux magnéto-optiques. Pour surmonter ce problème de compatibilité tout en exaltant l'effet magnéto-optique, un matériau composite structuré en cristal photonique 3D a été élaboré par imprégnation d'un opale direct de polystyrène avec une solution de précurseurs métalliques dopés avec des nanoparticules magnétiques (CoFe2O4) à basse température en utilisant le procédé sol-gel. Premièrement, nous avons montré par le calcul, que l'utilisation d'un matériau magnétique diluée avec un indice de réfraction relativement faible dans un cristal photonique 1D, peut augmenter le facteur de mérite par rapport à une seule monocouche magnéto-optique. Pour obtenir une rotation Faraday suffisante, la fraction volumique de nanoparticules magnétiques dans la couche composite a tout d'abord été augmentée de quelques pour cent à une valeur aussi importante que 40%. Le résultat principal de cette thèse est enfin que la rotation de Faraday des cristaux magnéto-photoniques réalisés a montré une amélioration sur les bords de la bande interdite photonique en comparaison à la seule monocouche.
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Baskiotis, Catherine. "Modélisations, réalisations et évaluations de fibres de Bragg à grande aire effective". Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10192/document.
Resumen
Fondées sur des concepts théoriques plus complexes que les fibres optiques conventionnelles et d’une fabrication plus difficile, les fibres de Bragg en sont, plus de quarante ans après leur première proposition théorique, encore à leurs débuts. Le potentiel que leur confère leur mécanisme de guidage (dit « par bandes interdites photoniques ») reste, en grande partie, inexploré.Cette étude porte sur l’examen des performances des fibres de Bragg destinées au transport de fortes puissances. Pour cette application, la problématique est de concevoir une fibre permettant d’atteindre la plus grande Aire Effective possible pour son mode fondamental, tout en assurant une composition unimodale du faisceau de sortie. L’étude a été réalisée aussi bien d’un point de vue théorique, analytique, numérique qu’expérimental. Un modèle analytique permettant la modélisation des fibres de Bragg à grande Aire Effective et faibles contrastes d’indice lorsqu’elles sont exemptes de toute perturbation a tout d’abord été mis au point. Puis, le cas de l’application de macro-courbures sur les fibres de Bragg a été numériquement étudié. Enfin, le comportement des fibres de Bragg en la présence de micro-courbures a été expérimentalement analysé. Les performances des fibres de Bragg sont comparées à celles du profil de fibre le plus simple qui puisse exister : le profil saut d’indice. Les résultats numériques indiquent de meilleures performances pour les fibres de Bragg par rapport à cette solution lorsqu’elles sont exemptes de toute perturbation ou sujettes à des macro-courbures. Les premiers résultats indiquent que les sensibilités aux micro-courbures des deux types de fibre sont comparablesForty years after their first theoretical proposal, Bragg fibers are still in their infancy. Indeed, Bragg fibers are based on more complex theoretical concepts than conventional optical fibers and are more difficult to realize. Their potential due to their particular guiding mechanism (known as photonic bandgap) remains still largely unexplored. This study analyzes the performances of Bragg fibers for high-power delivery. For this application, the target is to design a fiber that reaches the largest possible Effective Area for the fundamental core-mode, while ensuring a single-moded output beam. The study was performed theoretically, analytically, numerically as well as experimentally. An analytical model for predicting the properties of Bragg fibers with large Effective Area and low-index contrast when they are no subjected to any perturbations has been first developed. Then, the case of the application of macro-bendings on the Bragg fiber has been studied numerically. Finally, the behavior of Bragg fiber in the presence of micro-bending has been experimentally investigated. Bragg fibers are compared to the simplest fiber profile that may exist: step index profile. The numerical results show better performances in the case of Bragg fibers when they are free from any perturbations or subjected to macro-bending. First results indicate that the sensitivities to micro-bending of the two types of fiber are comparable
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Haddadi, Samir. "Étude du diagramme d’émission et du couplage inter-cavité dans les molécules à cristaux photoniques". Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112091.
Resumen
Les nanocavités à cristal photonique ont été largement étudiées au cours de la dernière décennie du fait de leur aptitude à fortement confiner la lumière (faible volume modal) et de leurs faibles pertes optiques (grand facteur de qualité). Parmi le grand nombre de géométries proposées, nous nous intéressons ici au cas de la cavité L3 étudiée par Noda et al. (trois trous manquants dans la direction K du réseau triangulaire sous-jacent) utilisée dans plusieurs applications et notamment pour la réalisation de nano-lasers et d’interrupteurs optiques. Cependant, l’injection ou l’extraction de lumière dans de telles nanocavités s’avère extrêmement difficile du fait de la diffraction importante dont souffrent ces structures. Différentes approches en champ proche ont été récemment développées et notamment le couplage évanescent utilisant des guides d’onde nanostructurés ou des fibres optiques étirées. Dans le but de pallier à la faible efficacité de couplage à l’espace libre, nous développons une conception récemment proposée par De Rossi et al. afin de changer radicalement le profil du diagramme de rayonnement. Cette approche utilise la méthode de repliement des bandes qui consiste à introduire au sein d’un réseau triangulaire de période (a), un sous-réseau de trous de période (2a) qui améliore considérablement l’efficacité de couplage dans la direction verticale. Bien que certaines mesures de l’efficacité de collection et du coefficient de qualité aient déjà été mentionnées dans la littérature, aucune mesure directe des diagrammes de rayonnement de ces nanocavités n’a été réalisée jusqu’alors. Nous étudions dans ce travail différents types de nanocavités et de molécules L3 à cristaux photoniques présentant des profils de champ lointain optimisés. Les diagrammes de rayonnement de cavités non-repliées et repliées incorporées dans des membranes actives suspendues en InP sont systématiquement mesurés et comparés. Un bon accord entre les simulations numériques et les diagrammes de champ lointain mesurés expérimentalement est obtenu, montrant des lobes d’émission très directionnels le long de la normale à l’échantillon. En outre, des expériences de couplage à l’espace libre ont été réalisées montrant des efficacités de couplage d’environ 15% pour des coefficients de qualité supérieurs à 10 000. Ces résultats valident ainsi la technique de repliement des bandes dans les cavités L3 qui, une fois repliées, conservent un faible volume modal et un coefficient de qualité élevé ainsi qu’une grande efficacité de couplage à l’espace libre, à la fois dans les configurations nanocavité unique et nanocavités couplés. Nous montrons aussi expérimentalement que l’écart spectral inter-modal dans deux cavités L3 couplées de manière évanescente peut être contrôlé grâce à l’ingénierie de la barrière photonique. La « barrière de potentiel » est formée par les trous d’air séparant les deux cavités. L’écart en fréquence entre les modes peut être fortement réduit et augmentée via une diminution ou une augmentation du rayon des trous de la rangée centrale de la barrière jusqu’à ∼ −30% ou ∼ 30% de sa valeur initiale. En outre, le signe de la l’écart spectral entre les modes peut être inversé de telle sorte que le mode fondamental peut être soit symétrique ou anti-symétrique et ce, sans modifier ni la géométrie de la cavité, ni la distance inter-cavitéPhotonic crystal (PhC) nanocavities have been intensively investigated during the last decade due to their capabilities of achieving tight light confinement and low optical losses simultaneously. Among the different geometries, the cavity proposed by Noda et al., namely a L3 cavity (three holes missing in the K direction of the underlying triangular lattice) with shifted end-holes has been widely used in several applications including laser emission and switching devices. However, input/output free space light coupling of such nanocavities is quite challenging. In this regard, near field coupling schemes have been recently developed, such as evanescent coupling using tapered optical fibers. In order to overcome the poor free space coupling, a new cavity design has been recently proposed by De Rossi et al. that totally changes the radiation pattern. This is based on a band folding approach introducing a modulation of the holes size at twice the period of the underlying PhC, which considerably increases the coupling efficiency in the vertical direction. While some measurements of the Q-factor and coupling efficiency were performed, no direct characterization of the far-field of such cavities has been performed so far. In this work we have studied different types of L3 photonic crystal cavities and L3 photonic molecules with optimized far-field profiles. Radiation patterns from « folded » and « unfolded » cavities incorporated in suspended InP active membranes were systematically measured and compared. Good agreement between simulations and experimental far-field patterns has been found, demonstrating highly directional emission lobes along the sample normal. Furthermore, free space input coupling experiments have been performed showing coupling efficiency of about 15% of contrast with quality factors exceeding 10 000. These results validate the « folded » L3 cavities as good candidates for small volume and high Q cavities with efficient free space coupling, either in single or coupled cavity configurations. We also experimentally show that the mode splitting in two-evanescently coupled Photonic Crystal L3 cavities can be controlled through photonic barrier engineering. The « potential barrier » is formed by the air-holes in between the two cavities. By changing the hole radius of the central row in the barrier up to ∼ 30% or down to ∼ −30% , the frequency splitting can be strongly increased or reduced. Moreover, the sign of the splitting can be reversed in such a way that the fundamental mode can be either the symmetric or the anti-symmetric one without altering neither the cavity geometry nor the inter-cavity distance
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Danglot, Jérôme Lippens Didier Vanbésien Olivier. "Dispositifs microondes et optiques à base de matériaux à gaps de photon". [S.l.] : [s.n.], 2001. http://www.univ-lille1.fr/bustl-grisemine/pdf/extheses/50376-2001-113-114.pdf.
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Danglot, Jérôme. "Dispositifs microondes et optiques à base de matériaux à gaps de photon". Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2001/50376-2001-113-114.pdf.
Resumen
Depuis une décennie, une nouvelle classe de matériaux a suscité un très vif intérêt dans le monde de la recherche et ceci dans plusieurs secteurs de la physique. Il s'agit des structures périodiques diélectriques ou métalliques, rencontrées sous les appellations " cristaux photoniques " ou " matériaux à gaps de photon ", qui présentent des états photoniques structurés en bandes interdites et passantes. Ces travaux de thèse ont consisté dans un premier temps à étudier les propriétés physiques de ces matériaux et, dans un deuxième temps, à aborder leurs potentielles exploitations pour des applications dans les domaines des hyperfréquences et de l'optique. Dans la plupart des cas, des simulations électromagnétiques ont été menées pour étudier et concevoir des dispositifs de filtrage ou de guidage dédiés à ces domaines accompagnées d'une réflexion sur les développements technologiques associés. L'étude de réseaux métalliques bi- et tridimensionnels a permis d'analyser le comportement de ces structures utilisées en guide d'onde ou en cavité résonnante et d'introduire l'idée novatrice d'accordabilité basée sur l'insertion de composants actifs permettant le contrôle électrique de leurs propriétés de transmission. Les propriétés de sélectivité angulaire de ces matériaux ont ensuite été exploitées pour l'amélioration des caractéristiques de rayonnement d'antennes. Citons, à titre d'exemple, la conception d'un réflecteur parabolique diélectrique à géométrie plane. Enfin, la structuration périodique bidimensionnelle d'hétérostructures semiconductrices a été exploitée pour la réalisation de dispositifs optiques permettant le couplage directif et sélectif en longueur d'onde de l'énergie électromagnétique pour des applications dans les réseaux multicolores.
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Bidou, David. "Contribution à l'étude d'antennes fort gain : Applications dans le domaine millimétrique". Limoges, 2003. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/2dd6d0ed-de6b-45c5-9621-69d213177779/blobholder:0/2003LIMO0006.pdf.
Resumen
Ce mémoire est consacré à la conception de plusieurs types d'antennes fort gain dans le domaine millimétrique et plus précisément aux alentours des 40 GHz. Ces antennes peuvent comporter un aspect large bande lorsque les applications envisagées sont liées à des critères de haut débit. Elles doivent être peu encombrantes et faible coût si elles se trouvent destinées au grand public. La première application détaillée est un réseau d'antennes imprimées carrées alimentées en coin. Il permet d'obtenir un fort gain sur une bande étroite ainsi que deux diagrammes de rayonnement particuliers (en alimentant en phase ou en opposition de phase deux sous-réseaux par l'intermédiaire d'un anneau hybride qui a donné lieu à des études et une réalisation). Une étude de faisabilité du même système dans une version antenne planaire à bande interdite photonique diélectrique montre des résultats probants. Par la suite, dans le cadre d'un projet européen, des dispositifs fort gain et large bande sont adaptés ou mis au point pour des applications grand public (L. M. D. S. ) nécessitant un haut débit (télévision numérique interactive, Internet haut débit. . . ). Des associations d'antennes amènent à répondre à ces critères simultanément. Ainsi, un dispositif existant composé d'une antenne lentille diélectrique excitée par un réseau est adapté à nos exigences. Puis la conception et la validation expérimentale d'une antenne BIP planaire tout diélectrique débouche sur une nouvelle association avec la lentille. Les aspects technologiques liés aux réalisations dans la bande millimétrique ont été décrits pour chaque antenne. Le dimensionnement théorique des structures présentées a été mené grâce à un code de calcul utilisant la méthode des différences finies dans le domaine temporel (F. D. T. D)This report is dedicated to the design of several types of high gain antennas in the millimetre-length domain and more exactly near 40 GHz. Moreover, these antennas can have a broad bandwidth when applications are bound to criteria of high speed data rate. They also have to be cheap and not cumbersome for mass media production. The first detailed application is a square patch (fed and the corner) printed array antenna. It allows to obtain a high gain on a narrow frequency band and two particular radiation patterns (by feeding two sub-arrays in phase or in opposition phase through a hybrid ring, which have led to studies and realization). A feasibility study of the same system in a photonic band gap planar antenna version shows convincing results. Afterward, within the framework of an European project, high gain and broadband sytems are adapted or designed for mass media applications (L. M. D. S. ). Requiring high speed data rate (interactive digital television, high speed data rate Internet). Associations of antennas bring to answer these criteria simultaneously. So, an existing system consisted of a dielectric lens antennas lens excited by a patch array antenna is adapted to our requirements. Then, the design and the experimental validation of a dielectric PBG planar antenna lead to a new association with the lens antenna. The technological aspects met with the realizations in the millimetre-length band were described for each antenna. The theoretical dimensioning of the presented structures was realised with a calculation code using the Finite Difference in Temporal Domain method (F. D. T. D. )
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Hernandez, Stephan. "Conception, réalisation et caractérisation de filtres optiques nanostructurés à bande étroite pour applications spatiales à 0. 85 µm". Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/368/.
Resumen
Les récents concepts de la nanophotonique et les progrès considérables des procédés de réalisation de la microélectronique devraient conduire à l'émergence de nouvelles générations de composants optiques. L'objectif de cette thèse est ainsi de proposer des filtres optiques innovants, répondant aux besoins des communications spatiales à 0. 85 µm, et susceptibles de lever les limitations des filtres usuels, en particulier en termes de largeur spectrale, sensibilité à la polarisation, fonctionnement en incidence oblique et ajustement spectral. Le travail de thèse porte sur la conception, fabrication et caractérisation de filtres à réseaux résonants associant un empilement multicouche et une nanostructuration de surface bidimensionnelle. A partir de la modélisation électromagnétique de la structure, une méthodologie de conception est développée et permet d'établir les paramètres caractéristiques de la maille photonique. Un procédé de fabrication comportant les étapes de dépôt de couches minces, lithographie électronique et gravure sèche est mis au point. Les composants fabriqués présentent des caractéristiques qui sont à l'état de l'art en incidence normale (largueur spectrale de 0. 4 nm, réflexion à la résonance de 55%. . . ) et en incidence oblique à ~60° (largeur spectrale < 0. 8 nm, indépendance à la polarisation, accordabilité). L'aspect générique du procédé de réalisation et des performances obtenues permettent de considérer que ces filtres seront d'excellents candidats pour remplacer les filtres multi-couches conventionnels. De plus, la compatibilité de leur procédé de fabrication avec ceux de la microélectronique ouvre la voie à des fonctions optiques intégrées avancéesNew concepts in nanophonotonics and progress in microelectronic fabrication processes should lead to a new generation of optical components. The goal of this thesis is to propose such innovative optical filters for space application for 0. 85 µm wavelengths in order to overstep the usual filters limitations, particularly in term of bandwidth, polarization sensibility, oblique incidence and tunability. This PhD project is about conception, fabrication and characterization of resonant grating filters, composed by a dielectric multilayer and a bi-dimensional nanostructuration on the top. From the electromagnetic modeling of the devices, a conception methodology is developed leading to the parameters of the photonic lattice. A fabrication process including steps of thin film deposition, e-beam lithography and dry etching is developed. Thickness of the deposited layers and lattice parameters are controlled within nanometer precision. The optical characterization of the fabricated devices demonstrates state of art performances for normal incidence (bandwidth of 0. 4 nm, reflexion higher than 55%. . . ) and for oblique incidence at ~60° (bandwidth <0. 8 nm, polarization independence, tunability. . . ). These results fit well with the performances predicted by the theoretical studies. The generic aspect of the realization process and the achieved performances show that these components are good candidates to replace conventional multi-layer filters. Moreover, their fabrication processes compatibility with those from microelectronics opens the way to further integration of these filters on chips with other advanced functions, leading to new complex optical devices
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THOMAS, Benjamin. "Effets propagatifs d'impulsions lumineuses femtosecondes dans des tunnels optiques". Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003643.
Resumen
Deux exemples de tunnels optiques sont étudiés par des méthodes de l'optique femtoseconde pour leurs propriétés propagatives. Le premier est une opale artificielle : un matériau de la famille des cristaux photoniques aux propriétés analogues dans le domaine optique à celles des semiconducteurs. Ils possèdent une bande interdite photonique (BIP) empêchant pour toutes les directions la propagation de photons dont l'énergie se trouve dans cette bande. Le second système est un bi-prisme en réflexion totale.La première partie est consacrée aux opales : empilements réguliers de sphères de silice submicrométriques. Chaque phase de l'élaboration est en revue. Une description théorique des propriétés des cristaux photoniques est faite pour plusieurs structures. On en déduit que les opales n'ont pas de BIP mais une "stop-band" inhibant la transmission des photons dont la bande d'énergies dépend de la direction. Les caractéristiques structurelles, mises en relation avec les propriétés spectrales, sont abordées par des méthodes microscopiques et optiques. Un dispositif de temps de vol a été réalisé pour déterminer les propriétés propagatives d'opales sondées par un continuum en utilisant un fenêtrage temporel par absorption à deux photons dans du ZnS. Après des corrections en fréquence et en temps, on dispose du profil spectral de vitesse de groupe. Celui-ci est expliqué par un modèle basé sur la relation de Kramers-Krönig. Cela permet de décrire la "stop-band" comme un système à "deux niveaux photoniques".
La dernière partie est dédiée à l'étude de la transposition en optique d'un nouvel effet prédit dans les conditions de l'effet tunnel : "l'évaporation quantique". Il se manifeste par l'augmentation drastique de la transmission d'un paquet d'onde. Il se produit en transférant à l'instant de la réflexion une petite quantité de mouvement au paquet d'onde. Un bi-prisme en réflexion totale séparé par une lame d'air est employé pour reproduire les conditions de cet effet. On utilise une technique pompe-sonde qui simule le transfert de moment par effet Kerr. Après analyse des effets en compétition avec l'évaporation quantique, nous observons des signaux qui, une fois traités selon des critères précis, ont les caractéristiques de l'effet recherché. Ceci constitue une présomption de la première observation en optique de ce nouvel effet.
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Baz, Assaad. "Modélisation et réalisation de fibres à bandes interdites photoniques pour la génération et le transport des faisceaux laser puissants". Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10100.
Resumen
Ces travaux concernent la modélisation et la réalisation de fibres optiques micro-structurées, et plus particulièrement de fibres à bandes interdites photoniques actives et passives, à grande aire effective et destinées au transport ou à la génération de faisceaux lasers puissants.Une première partie du travail a porté sur l’étude d’une nouvelle géométrie de fibre micro-structurée - baptisée « fibre de Bragg pixélisée » - étudiée pour l’obtention d’un large cœur, monomode en pratique. Pour cette géométrie la fibre est rendue monomode en ajustant de façon optimale les distances entre les anneaux de haut indice de réfraction (condition dite demi-onde). Une première réalisation a permis de démontrer un diamètre de mode de 26μm à la longueur d'onde 1400nm dans une fibre passive. Un second aspect de ce travail a consisté en des études théoriques et expérimentales menées sur des fibres à bandes interdites photoniques présentant une gaine hétéro-structurée. Dans ces structures, la gaine comporte des résonateurs conçus pour éliminer les modes d’ordre supérieur par filtrage par les pertes. Des diamètres de mode allant de 19μm à 65μm ont ainsi été obtenus en régime monomode à 1050nm dans plusieurs fibres passives utilisées dans des bandes interdites photoniques différentes. Une fibre hétéro-structurée active a également été réalisée: le cœur, en silice pure dopée avec des ions ytterbium, a été obtenu via le procédé Sol-Gel. La fibre issue de cette réalisation a permis l’observation d’un effet laser avec une efficacité de 62.5%, pour un mode présentant un diamètre de 36μmThese works concern the design and realization of micro-structured optical fibers, in particular, large mode area, active and passive, photonic bandgap fibers for high power laser beams generation and delivery. The first part of the work focused on the study of a new geometry of micro-structured fiber - so called "pixilated Bragg fiber" - in order to obtain a large, practically singlemode, core. For that geometry, the fiber is made singlemoded by optimizing the distances between the high index rings (Half wave stack condition). A first realization allowed to report a mode field diameter of 26μm measured at 1400nm wavelength in a passive fiber. The second aspect of this work included theoretical and experimental studies, of photonic bandgap fibers having a hetero-structured cladding. Specially designed resonators are added to the cladding of these fibers in order to eliminate higher order modes. Thus, 19μm to 65μm mode field diameters have been obtained in a singlemode regime at 1050nm wavelength for several passive fibers used in different bandgaps. An active fiber with hetero-structured cladding was also presented: the core was made of pure silica, ytterbium doped, synthesized using the Sol-Gel technique. The realized fiber allowed the observation of a laser emission with an efficiency of 62.5% and a mode field diameter of 36μm
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Vanvincq, Olivier. "Etude théorique des propriétés optiques linéaires et non-linéaires des fibres à bandes interdites photoniques à coeur solide". Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00880192.
Resumen
Cette thèse concerne l'étude des propriétés linéaires des fibres optiques à bandes interdites photoniques et à coeur solide et l'utilisation de leurs caractéristiques singulières en optique non-linéaire guidée. La partie I est consacrée au calcul des bandes interdites photoniques que présente la gaine microstructurée. Nous avons mis en place un outil numérique de calcul de bandes par la méthode de décomposition en ondes planes en tenant compte de la dispersion des matériaux. Cet outil a été utilisé pour concevoir une fibre permettant la photo-inscription d'un réseau de Bragg. La méthode des perturbations stationnaires est ensuite appliquée pour déterminer les indices effectifs des modes autorisés aux grandes longueurs d'onde et identifier les modes linéairement polarisés vers lesquels ils évoluent. Dans la partie II, l'équation de Schrödinger non-linéaire généralisée est établie. Dans le cas d'une fibre effilée, il apparaît un terme supplémentaire permettant la conservation du nombre de photons. L'expression analytique usuelle du taux d'auto-décalage Raman est étendue au cas des solitons de courte durée jouant un rôle majeur dans le processus de génération de supercontinuum. La partie III est consacrée aux résultats obtenus en régime non-linéaire dans les fibres à bandes interdites photoniques à coeur solide. Nous montrons théoriquement que la forte valeur de la dispersion du troisième ordre est à l'origine de la suppression de l'auto-décalage Raman juste avant le bord de bande et sans pertes significatives. Cette suppression est ensuite utilisée pour limiter l'étendue spectrale et augmenter la stabilité tir-à-tir d'un supercontinuum.
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Jacopin, Gwenolé. "Nanofils de semiconducteurs à grande énergie de bande interdite pour des applications optoélectroniques". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00746091.
Resumen
Depuis le début des années 2000, une vaste classe de nanofils de nitrures d'éléments III et de ZnO peut être synthétisée avec un excellent contrôle des propriétés de dopage et de composition. La géométrie spécifique de ces nanofils permet de faire croître des hétérostructures radiales et axiales qui ont des propriétés optiques et de transport très avantageuses par rapport aux couches minces. Ces propriétés en font des candidats prometteurs pour la réalisation d'une nouvelle génération de dispositifs plus efficaces (LEDs, photodétecteurs,...). Pour cela, il est indispensable de comprendre les nouveaux effets induits par la géométrie particulière de ces nanostructures : c'est l'objet de cette thèse. Dans une première partie, je présente une étude des propriétés optiques de nanofils de semiconducteurs à grande énergie de bande interdite. J'analyse d'abord l'effet de la contrainte sur les propriétés d'émission des nanofils cœur-coquille GaN/AlGaN. En particulier, je mets en évidence le croisement des bandes de valence et son influence sur les propriétés optiques des nanofils. Ensuite, je me focalise sur l'effet du confinement quantique et les propriétés de polarisation dans les nanofils hétérostructurés de nitrures d'éléments III. Dans une seconde partie, je m'intéresse à la réalisation et à la caractérisation de dispositifs à base de nanofils de nitrures d'éléments III et de ZnO. J'expose tout d'abord la modélisation et l'étude expérimentale de photodétecteurs à ensemble de nanofils en mettant en avant l'influence des états de surface sur leur réponse. Je m'intéresse ensuite aux propriétés de transport dans des nanofils uniques de nitrures d'éléments III hétérostructurés. Je montre, en particulier, que ces hétérostructures sont le siège d'une résistance différentielle négative. Enfin, je présente la réalisation et la caractérisation de photodétecteurs et de LEDs utilisant des nanofils uniques InGaN/GaN cœur-coquille. Un modèle électrique équivalent permet de rendre compte du comportement observé.
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Ravaille, Alexia. "Gyromètre optique basé sur une cavité résonante passive en fibre à cœur creux". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS411/document.
Resumen
Dans ce manuscrit, nous rapportons les développements, théoriques et expérimentaux, en cours à TRT ainsi qu’à TAV et au LAC, visant la réalisation d’un gyromètre résonant passif en fibre optique à cœur creux atteignant des performances permettant la navigation inertielle. Nous y décrivons mathématiquement l’effet Sagnac, effet relativiste à la base des mesures optiques dans les gyromètres. Ensuite, nous exposons en détail les méthodes utilisées à ce jour pour mesurer des rotations avec des gyromètres passifs par les différentes équipes de recherches. Nous explicitons les limitations de ces méthodes, et en quoi la fibre optique à cœur creux semble être la solution la plus prometteuse pour pallier les défauts des gyromètres passifs résonants actuels. Une partie de cette thèse est alors consacrée à l’étude des propriétés physiques des fibres à cœur creux (Kagomé et bande interdite photonique), telles que leur atténuation, leur capacité à maintenir la polarisation, et leur rétrodiffusion. Nous présentons la première mesure de zone aveugle (plage de faibles vitesses de rotations non mesurables par un gyromètre) dans un gyromètre résonant passif en fibre à cœur creux. Un modèle mathématique est posé pour expliquer le lien entre cette zone aveugle et la rétrodiffusion au sein de la cavité résonante. Nous décrivons ensuite un protocole expérimental permettant de s’affranchir de cette limitation dans notre gyromètre. Nous détaillons enfin la mise en œuvre de ce protocole et caractérisons les performances ainsi atteintes par notre gyromètreIn this manuscript, we report the theoretical and experimental developments at TRT, TAV and LAC, aiming the realization of a hollow-core passive resonant fiber optical gyroscope that can achieve navigation grade performances. We mathematically describe the Sagnac effect, which is a relativistic effect used to optically probe mechanical rotations. Then, we detail the state of the art in passive resonant fiber optical gyroscope development. We identify their limitations, and explain why the hollow core fiber seems to be the best solution to cope with the actual limitations of such gyroscopes. We then focus on two different types of hollow core fibers: Kagome and photonic bandgap. We evaluate their performances in terms of transmission, polarization holding and backscattering. We describe the first measurement of a lock in region in a hollow core fiber passive optical gyroscope, i.e the range of rotation rates that cannot be measured because of backscattering. A mathematical model is propounded to link the lock in to the backscattering of the cavity. We then discuss the experimental protocol that we implemented to circumvent this limitation. Finally, we characterize the performances of our gyroscope based on these features
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Billet, C. "Génération de similaritons optiques dans des amplificateurs à fibres dopées erbium". Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00373730.
Resumen
L'autosimilarité et l'évolution asymptotique intermédiaire sont des caractéristiques fondamentales de divers phénomènes physiques. Les recherches dans le domaine de l'optique ont mené à la prévision et à l'observation du similariton, nouvelle classe d'impulsions optiques ultracourtes présentant un profil d'intensité parabolique et développé par celles-ci au cours de leur propagation dans un amplificateur fibré à dispersion normale. Au delà de leur intérêt scientifique, les similaritons optiques sont d'une importance pratique primordiale du fait que leur profil peut être maintenu sans distorsion dans toute fibre à dispersion normale active ou passive et parce qu'ils possèdent un chirp strictement linéaire facilitant leur compression. Ce mémoire s'attache à mettre en évidence les possibilités d'obtention de ce profil dans un amplificateur à fibre dopée erbium. Les impulsions expérimentales caractérisées à l'aide d'un dispositif FROG présentent un profil d'intensité ainsi qu'une dérive fréquentielle en accord avec les résultats issus d'un modèle numérique. Nous avons aussi été en mesure d'étudier la formation des ailes du similariton durant son régime asymptotique intermédiaire. Une application typique des similaritons consiste dans le développement de sources impulsionnelles ultracourtes; expérimentalement nous avons développé un dispositif femtoseconde totalement fibré combinant un amplificateur à similaritons et une fibre à bandes interdites photoniques.
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Kouadio, Fiény Jean-Paterne. "Conception et simulation à 115,3 GHz d'un microcapteur composé d'une antenne en V couplée à un filtre sélectif à bande interdite photonique chargé par un bolomètre. Potentialités pour la détection de COV dans le THz". Caen, 2010. http://www.theses.fr/2010CAEN2019.
Resumen
Les émissions de composés organiques volatils (COV) dans l’atmosphère ont un effet néfaste sur la santé de l’homme et l'environnement. En réponse au risque potentiel que présentent ces composés, des normes pour la qualité de l’air ont été définies mais leur application nécessite la mise en œuvre de capteurs de gaz performants capables de détecter en temps réel les COV. Dans ce cadre, un microcapteur utilisant la spectrométrie d’absorption non dispersive étendue dans le domaine THz est à l'étude depuis une dizaine d'années au sein de l'équipe Electronique du GREYC. Il est constitué d’une antenne en V, d’un filtre sélectif à bande interdite photonique (BIP) et d’un microbolomètre. La présente thèse a été l'occasion de concevoir un premier démonstrateur fonctionnant à une fréquence inférieure aux fréquences de la gamme THz afin de mieux cerner les contraintes dues aux pertes. Son cahier des charges se résume à la conception d'un microcapteur pour la détection en temps réel ( ) d'une raie à 115,3 GHz du monoxyde de carbone (CO) de concentration minimum = 10 (norme officielle) avec un facteur de qualité minimum requis. Les résultats de cette thèse sont très concluants car ils aboutissent à la conception simulée d'un microcapteur de fréquence centrale proche de 115,3 GHz avec un facteur de qualité et un temps d'acquisition, pertes incluses, d'une valeur. Les potentialités de ce prototype sont analysées en fin de manuscrit et des améliorations, en vue d'une transposition dans le domaine THz, sont proposéesEmissions of Volatile Organic Compounds (VOCs) in the atmosphere have a detrimental effect on human health and the environment. In response to the potential risk posed by these compounds, standards for air quality have been defined but their application requires the implementation of efficient gas sensors capable of detecting VOCs in real time. In this context, a micro sensor using non-dispersive absorption spectroscopy in the THz range has been under study for about a decade in the Electronics unit of GREYC. It consists of a V-antenna, a Photonic Band Gap (PBG) selective filter and a micro bolometer. This thesis has created the opportunity to design a first working prototype operating at a frequency below that within the THz range and with the goal of resolving the constraints due to losses. Its specification has resulted in the design of a micro sensor for real-time detection ( ) of a line of Carbon monoxide (CO) at 115. 3 GHz with a concentration of at least = 10 (official standard) and a quality factor of at least. The results of this thesis are very successful because they lead to the design of a simulated micro sensor with a center frequency close to 115. 3 GHz, a quality factor and an acquisition time, including losses, of. The potential of this prototype is analyzed at the end of the manuscript and improvements concerning implementation in the THz domain are proposed
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Besancon, Claire. "Intégration hybride de sources laser III-V sur Si par collage direct et recroissance pour les télécommunications à haut débit". Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALT044.
Resumen
Ce travail présente une approche d’intégration de semiconducteurs III-V sur silicium. L’objectif est de réaliser des sources laser multi-longueur d’onde émettant en bande C pour les télécommunications optiques à partir d’une croissance épaisse de matériaux III-V sur fine couche d’InP collée sur silicium oxydé (InP-SiO2/Si = InPoSi).Afin d’étudier la compatibilité du procédé de collage avec l’élévation en température nécessaire à l’étape de recroissance, de l’ordre de 600°C par MOVPE, une étude de la stabilité en température des substrats InPoSi a été menée. Cette dernière a mis en évidence le délaminage de l'InPoSi avec apparition de "bulles" liée au décollement de la couche d’InP provoqué par la désorption d’hydrogène à 400°C. Une étude de la diffusion latérale de l’hydrogène le long de l’interface de collage a permis de mesurer une longueur de diffusion de l’ordre de 100 µm dans nos conditions expérimentales. Le développement de tranchées de dégazage espacées de 200 µm a ainsi permis d’effectuer la recroissance de matériaux III-V de haute qualité sur InPoSi sans apparition de défectivité de type "bulles" entre ces tranchées.Par la suite, l'amélioration constante des étapes de préparation des surfaces à coller a permis d'obtenir une qualité de matériau InPoSi optimale pour la recroissance à haute température sans faire appel à des procédés de dégazage. L’étude d’une structure active composée de multipuits quantiques (MQWs) à base de matériaux AlGaInAs a été menée par caractérisation in-situ pendant la croissance sur InPoSi. Par la mesure en temps réel de la courbure du substrat InPoSi à température d’épitaxie, une contrainte thermique de 390 ppm a été quantifiée. Cette dernière est créée par la différence de coefficients d’expansion thermique entre InP et Si. Malgré cette contrainte thermique, la recroissance d’une structure diode laser de 3 µm d’épaisseur de grande qualité cristalline a été démontrée sur InPoSi. Des lasers à contact large basée sur cette structure ont été fabriqués et les performances ont été comparées à celles obtenues pour le même composant fabriqué sur substrat InP pour référence. Des courants de seuil de 0,4 kA/cm² à 20°C en régime pulsé ont été obtenus sur InPoSi. La comparaison des lasers sur InPoSi et InP a montré des courants de seuil, des rendements et une température caractéristique similaires. Ce résultat démontre que la structure épaisse épitaxiée sur InPoSi ne subit pas de dégradation matériau.Enfin, un nouveau procédé de croissance sélective (SAG : Selective Area Growth) a été développé spécifiquement sur InPoSi. Pour cela, la silice de l'InPoSi est déterrée localement par gravure de la couche d'InP afin d'offrir des surfaces diélectriques de tailles variables pour le procédé SAG. La variation des épaisseurs des puits quantiques obtenus par épitaxie sélective en fonction de la surface des masques permet d'atteindre une très large extension en longueur d’onde de photoluminescence, de 1490 à 1650 nm. En utilisant la SAG, des lasers Fabry-Pérot ont été fabriqués en structure shallow-ridge et des émissions laser couvrant 155 nm d’extension spectrale ont été obtenues. Pour une barrette de 500 µm de long, des courants de seuil en dessous de 30 mA à 20°C ont été obtenus en régime continu pour les lasers en bande C. A 70°C, les courants de seuil demeurent en dessous de 60 mA, ce qui traduit une très bonne tenue en température des lasers. L'ensemble de ces résultats valide la méthode d'intégration de III-V sur siliciumThis thesis focuses on the integration of III-V semiconductors on silicon. The objective is to process multi-wavelength laser sources emitting in the C-band for optical telecommunications. The process is based on the regrowth of a thick III-V structure on a thin InP layer bonded onto an oxidized silicon wafer (InP-SiO2/Si = InPoSi).In order to study the bonding process compatibility with high temperature annealing, around 600°C, required for MOVPE growth, a study of the thermal stability behavior of InPoSi substrate was carried out. The latter showed InPoSi delamination with "bubble" appearance due to the debonding of the InP layer caused by hydrogen desorption at 400°C. A study of the hydrogen lateral diffusion along the bonding interface enabled the assessment of a diffusion length of 100 µm. The development of outgassing trenches spaced 200 µm apart has permitted to obtain III-V material of high-quality regrown onto InPoSi without emergence of any void defect between the trenches.Then, the constant improvement of the preparation steps of the surfaces to be bonded enabled to obtain optimal material quality of InPoSi for regrowth at high temperature without the use of any outgassing method. The study of an active structure composed of AlGaInAs-based multi-quantum wells (MQWs) was carried out during growth on InPoSi. A thermal strain of 390 ppm was assessed at growth temperature thanks to real-time curvature measurement. The latter is due to the difference of thermal coefficients between InP and Si. Despite this thermal strain, the regrowth of a 3 µm-thick laser structure of high crystal quality was successfully obtained on InPoSi. Based on this structure, broad-area lasers were processed and their performance was compared to the ones obtained with the same component made on InP substrate as a reference. Threshold current densities as low as 0.4 kA/cm² at 20°C in pulse regime were obtained on InPoSi. The laser comparison on InPoSi and InP showed that threshold currents, laser efficiency and characteristic temperatures were similar. This result demonstrates that the thick structure grown on InPoSi does not suffer from material degradation.Finally, a new selective area growth (SAG) process was specifically developed on InPoSi. To do so, the silica from InPoSi was locally digged out by the etching of the InP layer in order to open the variable-sized dielectric surfaces for the SAG process. The thickness variation of the quantum wells obtained by SAG with the masks’ dimensions has enabled to obtain a very large photoluminescence wavelength extension, from 1490 to 1650 nm. Shallow-ridge Fabry-Pérot laser arrays were processed using SAG, and laser emissions covering a 155 nm-wide spectral range were successfully obtained. Threshold currents below 30 mA were obtained at 20°C under continuous-wave operation for 500 µm-long bars. At 70°C, threshold currents remain below 60 mA, which shows the high thermal stability of the lasers. Altogether, these results validate the III-V integration process on silicon
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Cassagne, David. "Matériaux à bandes interdites photoniques". Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20053.
Resumen
Les materiaux a bandes interdites photoniques sont des structures dielectriques periodiques qui controlent la propagation des ondes electromagnetiques. Dans ce memoire, nous decrivons la methode des ondes planes qui permet de calculer les structures de bandes des cristaux photoniques. Par une analyse de la symetrie et une approche perturbative, nous precisons les conditions d'existence des bandes interdites de basse energie. Nous proposons de nouvelles structures bidimensionnelles appelees graphite et nitrure de bore. Grace a une methode de matrices de transfert, nous calculons la transmission de la structure graphite et nous mettons en evidence le role fondamental du couplage avec les modes exterieurs. Nous etudions l'apparition de modes permis dans la bande interdite grace a l'introduction de defauts dans la periodicite. Enfin, nous discutons les proprietes des opales constituees de micro-billes de silice auto-organisees qui sont tres prometteuses pour la fabrication de cristaux photoniques tridimensionnels.
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Fu, Xinghai. "Endommagement laser en régime nanoseconde dans les couches minces de mixtures d'oxydes métalliques et dans les composants microstructurés". Phd thesis, Aix-Marseille Université, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00942171.
Resumen
Le phénomène de l'endommagement laser en régime nanoseconde à λ=1064 nm est étudié dans des couches minces de mélanges d'oxydes métalliques (Zr, Nb, Hf, Al, Sc) et de silice déposées par pulvérisation par faisceau d'ions (IBS) ainsi que dans des composants multicouches microstructurés. L'intérêt est focalisé sur la métrologie des seuils d'endommagement et sur la compréhension des mécanismes d'initiation, l'objectif in fine étant le développement de composants à haute tenue au flux. Nous montrons que le seuil d'endommagement nanoseconde des mixtures croit avec la fraction volumique de silice et avec la largeur de bande interdite comme en régime femtoseconde. Or aux échelles nanosecondes l'endommagement s'initie sur des défauts (précurseurs) absorbants de taille nanométrique : la distribution du champ et des pertes électromagnétiques dans l'empilement du fait de ces défauts, puis les effets thermiques photo-induits jouent un rôle majeur. La théorie de Mie ainsi qu'une méthode basée sur les éléments finis (FEM) sont utilisées pour calculer l'absorptivité du défaut et un modèle de diffusion de la chaleur permet le calcul de la distribution de température photo-induite. On montre qu'une température critique Tc dépendante de la largeur de bande interdite permet de décrire l'évolution des seuils. La dépendance de Tc avec le gap est comparable à celle de la température du plasma trouvée dans la littérature. Un modèle statistique permet enfin de calculer la probabilité d'endommagement en fonction de la fluence. Les courbes théoriques et expérimentales sont comparées, ce qui permet d'identifier les précurseurs comme des défauts à très forte absorptivité (type métallique) de taille de 5 à 20 nm.
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Peyrade, David. "Etude et réalisation de nanostructures photoniques en géométrie planaire : cristaux photoniques et résonateurs Fabry-Pérot". Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20056.
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Yerville, Marine Le Vassor d'. "Modélisation de cristaux photoniques bidimensionnels de hauteur finie". Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20057.
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Jacquin, Olivier. "Étude de structures a bandes interdites photoniques unidimensionnelles". Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG0142.
Resumen
Les structures a bandes interdites photoniques unidimensionnelles (structures bip-1d) sont tres interessantes pour realiser des miroirs a larges bandes spectrales et des resonateurs tres performants et tres compacts. Ces dispositifs sont des guides a fort confinement optiques realise sur materiaux semi-conducteurs, sur lesquels sont graves une ou deux series periodiques des trous d'air. Il apparait dans ces structures des phenomenes importants de diffraction difficiles a modeliser et qui sont un facteur tres limitant pour les performances de ces dispositifs. Il est presente dans ce manuscrit une methode numerique issue du domaine des microondes bien adaptee a la simulation de structures bip. Il est cependant important de prendre des precautions pour l'utilisation de cette methode pour simuler des structures bip car il s'agit pour elle d'un nouveau contexte de simulation. Cette methode a permis de mettre en evidence et egalement de comprendre le mecanisme des pertes par diffraction dans une structure bip-1d, et de donner ainsi des criteres optogeometriques pour limiter ces dernieres. En effet, il est possible de reduire considerablement ces pertes en choisissant convenablement la geometrie transversale et longitudinale des structures bip-1d. On peut ainsi realiser des miroirs et des cavites resonantes tres interessants pour l'optique integree et plus generalement pour l'optoelectronique.
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El, Gibari Mohammed. "Conception optique et hyperfréquence d'un modulateur électro-optique sur polymère : optimisation de transitions ultra-large bande pour l'électrode de commande". Phd thesis, Université de Nantes, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00751910.
Resumen
Les polymères électro-optiques devraient permettre de réaliser à terme des modulateurs de meilleures performances au moindre coût que ceux à base des cristaux inorganiques comme LiNbO3 et des semi-conducteurs comme GaAs. Cette thèse porte sur la conception de la structure optique et hyperfréquence d'un modulateur Mach-Zehnder sur polymère, en vue de démontrer la faisabilité de sa réalisation à base du polymère électro-optique PIII (PGMA/DR1). L'étude de la structure optique à l'aide du logiciel OptiBPM a permis d'abord de dimensionner la section droite du guide d'onde monomode avec un fort taux de confinement, afin de minimiser l'absorption de l'onde évanescente par l'électrode métallique et la tension de commande du modulateur. L'étude des jonctions Y a abouti à un compromis entre les pertes par absorption du polymère PIII et celles par courbure, tout en respectant la distance minimum requise entre les deux bras de l'interféromètre Mach-Zehnder permettant d'éviter que le champ appliqué à un bras ne déborde sur l'autre. Afin de réduire le coût de fabrication des modulateurs et de faciliter leur caractérisation sur wafer avec des pointes CPW, nous avons étudié des transitions coplanaire et microruban très large bande sans via-holes ni motif dans le plan de masse. Les résultats de mesures et de simulations effectuées à l'aide du logiciel HFSS sont en très bon accord pour les transitions aussi bien sur le substrat commercial NH9338 que sur le polymère SU8 en couche mince de 8 µm. Les simulations prévoient une bande passante de 420 MHz à 60 GHz pour une transition GCPW-MS-GCPW sur le polymère NOA61 en couche mince avec une métallisation d'argent de 6 µm.
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Boutayeb, Halim. "ÉTUDE DES STRUCTURES PÉRIODIQUES PLANAIRES ET CONFORMES ASSOCIÉES AUX ANTENNES. APPLICATION AUX COMMUNICATIONS MOBILES". Phd thesis, Université Rennes 1, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00133820.
Resumen
Ce travail se divise en deux parties : la première concerne l'étude des structures périodiques planaires associées aux antennes et la seconde, les structures périodiques conformes. Même si la première partie est un sujet étudié depuis plusieurs années, cette thèse apporte une analyse nouvelle (source placée à l'intérieur de la structure, méthode basée sur la théorie des réseaux...) et de nouveaux résultats (lieux de résonance et extrema, obtention de structures avec la dualité des bandes interdites et propagées, adaptation d'une antenne insérée dans une structure périodique planaire, ouverture angulaire en fonction de la fréquence...). Les structures périodiques conformes sont par contre nouvelles. Il est fait une étude systématique de ces structures. L'application principale de la thèse est un projet RNRT dont l'objectif est de réaliser des antennes pour station de base GSM-UMTS. Une antenne utilisant une structure périodique conforme et répondant au cahier des charges, a été conçue.
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Manzanares, Martinez Jesús. "Modélisation de cristaux photoniques à base d'opales". Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20067.
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Antoni, Thomas. "Structures de couplage optique originales pour les détecteurs infrarouge à puits quantiques". Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00441495.
Resumen
L'étude du comportement électromagnétique des détecteurs infrarouge à puits quantiques (QWIPs et QCDs) est longtemps resté insuffisant, le développement de ces détecteurs depuis une dizaine d'années s'étant surtout orienté sur l'optimisation du transport dans la couche active. Ce n'est que très récemment qu'un formalisme adéquat au traitement du champ proche a été mis en œuvre pour modéliser ces réseaux. L'étude du réseau de couplage sur ces structures peut désormais bénéficier des travaux de recherche récents sur la plasmonique et les métamatériaux. L'enjeu de ces recherches est de dépasser la simple fonction de couplage et d'imaginer des structures optiques assurant des fonctions supplémentaires. Nous démontrons notamment la possibilité de discriminer la polarisation de l'émission corps noir avec un réseau unidimensionnel. En se basant sur les propriétés de dispersion des interfaces métal/diélectrique structurées, présentant une bande interdite photonique, nous avons réussi à concentrer l'intégralité du signal incident dans une distance inférieure au quart de la longueur d'onde. Nous proposons d'utiliser cette structure sur des pixels implantés pour augmenter le rapport signal à bruit. Nous proposons trois solutions technologiques de contact supérieur permettant de remplir aux mieux son double rôle : électrique et optique. Nous nous intéressons également à la modification du photocourant due à la présence d'impuretés dans les puits. Ces travaux devraient permettre à la fois une optimisation plus efficace du couplage électromagnétique ainsi qu'à plus long terme, la mise en œuvre de nouvelles fonctionnalités optiques intégrées au pixel.